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1、汽轮机原理课程学习辅导材料汽轮机原理课程学习辅导材料长沙理工大学 能源与动力工程学院第一篇 各章单元复习题绪论及第一章 汽轮机级的工作原理2第二章多级汽轮机19第五章凝汽设备26第七章汽轮机调节系统35第二篇 综合思考题第一部分汽轮机的热力特性46第二部分汽轮机的负荷调节47第三部分汽轮机的经济运行49第四部分汽轮机的安全运行50第五部分汽轮机的启动与运行53第三篇 各章练习题第一章汽轮机级的工作原理55第二章多级汽轮机58第三章汽轮机级在变工况下的工作60第五章汽轮机的凝汽设备61第七章汽轮机调节系统61练习题参考答案62第一篇 各章单元复习题绪论及第一章 级的工作原理问答题 :1 按工作原

2、理、热力过程特性、蒸汽流动方向、新蒸汽参数等对汽轮机进行分类，汽轮机可分为哪些类型按新蒸汽参数分类时，相应类型汽轮机的新汽压力等级是什么2 国产汽轮机型号的表示方法是什么3 根据国产汽轮机型号的表示方法，说明下列汽轮机的型号提供了汽轮机设备的哪些基本特征4) 537/5374汽轮机中哪些部件是转动的哪些部件是静止不动的5汽缸的作用是什么6简述蒸汽在汽轮机中的能量转换过程7试绘图说明最简单的发电厂生产过程示意图8蒸汽对动叶片冲动作用原理的特点是什么9蒸汽对动叶片反动作用原理的特点是什么机级的类型各种类型级的特点是什么11什么是动叶的速度三角形12如何根据喷嘴汽流出汽角计算速度级、纯冲动级与反动级

3、的最佳速比13汽轮机的调节级为什么要采用部分进汽如何选择合适的部分进汽度14试述汽轮机级内有哪些损失造成这些损失的原因是什15如何减小级内漏汽损失16简述轴向推力的平衡方法。17简述汽封的工作原理18何为汽轮机的进汽机构节流损失和排汽阻力损失在热力过程线（焓 - 熵图）上表示出来。名词解释1汽轮机的级2反动度。3滞止参数4临界压比5轮周效率。6级的余速损失7最佳速度比。8部分进汽度。9.级的相对内效率单项选择1.电厂常用汽轮机属于下列那种类型B.轴流式A.离心式C.辐流式D.周流式2.保证转子相对于静子的正确轴向位置的是:B.轴封C.汽缸A.支持轴承D.推力轴承3.汽轮机的轴向位置是依靠确定的

4、C.支持轴承B.轴封A.靠背轮D.推力轴承4.火力发电厂汽轮机的主要任务是:A.将热能转化成电能B.将热能转化成机械能C.将电能转化成机械能D.将机械能转化成电能5.具有一定压力和温度的蒸汽在喷嘴中膨胀时A.压力下降，速度下降B.压力上升，速度下降C.压力下降，速度上升D.压力上升，速度上升6.级的反动度是:A.蒸汽在动叶通道内膨胀时的理想焓降与蒸汽在整个级的滞止理想焓降之比。B.蒸汽在动叶通道内膨胀时的理想焓降与蒸汽在整个级的理想焓降之比。C.蒸汽在动叶通道内膨胀时的实际焓降与蒸汽在整个级的滞止理想焓降之比。D.蒸汽在动叶通道内膨胀时的实际焓降与蒸汽在整个级的理想焓降之比。7.通常当级的焓降

5、很大、喷嘴出口速度很高时采用:A.纯冲动级B.带反动度的冲动级C.复速级D.反动级8.汽轮机的级中做功能力最大的级为:A.纯冲动级B.带反动度的冲动级9.C.复速级D.反动级反动级动叶入口压力为 Pl,出口压力为 P2,贝y Pl和P2有 关系。A. P iV P2B. P 1 P2C. P1 = P2D. P仁10.已知蒸汽在汽轮机某级的滞止理想焓降为 40 kJ/kg ,该级的反动度为，则喷嘴出口的理想汽流速度为:A. 8 m/sB. 122 m/sC. 161 m/sD. 255 m/s11.假设喷嘴前的蒸汽滞止焓为 3350 kJ/kg，喷嘴出口蒸汽理想比焓值为 kJ/kg，则喷嘴实际

6、出口速度为:则蒸汽在动叶通道中的理想焓降为：A. 0 kJ/kgB. 15 kJ/kgC. 30 kJ/kgD. 45 kJ/kg13.当喷嘴的压力比 n大于临界压力比cr时，则喷嘴的出口蒸汽流速 C1 ：A. C 1 CcrB. C 1 =CcrD. C1 Ccr14.当渐缩喷嘴出口压力 P1小于临界压力Pcr时，蒸汽在喷嘴斜切部分发生膨胀，下列哪个说法是正确的A.只要降低 p1 ，即可获得更大的超音速汽流B.可以获得超音速汽流，但蒸汽在喷嘴中的膨胀是有限的C. 蒸汽在减缩喷嘴出口的汽流流速等于临界速度CcrD. 蒸汽在减缩喷嘴出口的汽流流速小于临界速度Ccr15 蒸汽在喷嘴斜切部分膨胀的条

7、件是A.喷嘴后压力小于临界压力B.喷嘴后压力等于临界压力C.喷嘴后压力大于临界压力D.喷嘴后压力大于喷嘴前压力16 下列哪个说法是正确的A.喷嘴流量总是随喷嘴出口速度的增大而增大；B.喷嘴流量不随喷嘴出口速度的增大而增大;C.喷嘴流量可能随喷嘴出口速度的增大而增大，也可能保持不变;D.以上说法都不对17.关于喷嘴临界流量，在喷嘴出口面积一定的情况下，请判断下列说法哪个正确:A.喷嘴临界流量只与喷嘴初参数有关B.喷嘴临界流量只与喷嘴终参数有关C.喷嘴临界流量与喷嘴压力比有关D.喷嘴临界流量既与喷嘴初参数有关，也与喷嘴终参数有关18.蒸汽流动过程中，能够推动叶轮旋转对外做功的有效力是A.轴向力B.

8、径向力C.周向力D.蒸汽压差19.在其他条件不变的情况下，余速利用系数增加，级的轮周效率n uA.增大B.降低C.不变D.无法确定20.在圆周速度相同的情况下，作功能力最大的级为21.在喷嘴出口汽流角P 1和圆周速度u相等时，纯冲动级和反动级在最佳速比下所能承担的焓降之比为:A. 1 : 2B. 2 : 1C. 1 : 1D. 1 : 422.当各种条件相同时，冲动式汽轮机与反动式汽轮机的级数比约为:A. 2B. 123.C. 1/2D. 1/4在各自最佳速比下，轮周效率最咼的级是A.纯冲动级B.带反动度的冲动级D.反动级C.复速级24.最小时，级的轮周效率最大。A.动叶入口蒸汽相对速度B.动

9、叶入口蒸汽绝对速度C.动叶出口蒸汽相对速度D.动叶出口蒸汽绝对速度25.F列哪个措施可以减小叶咼损失A.加长叶片B.缩短叶片C.加厚叶片D.减薄叶片26.F列哪种措施可以减小级的叶咼损失2829A. 鼓风损失越小，B. 鼓风损失越小，C. 鼓风损失越大，D. 鼓风损失越大，斥汽损失越大斥汽损失越小斥汽损失越大斥汽损失越小汽轮机级采用部分进汽度的原因是A. 叶片太长B. 叶片太短C.存在鼓风损失D.存在斥汽损失某列喷嘴叶栅工作段弧长为1037mm 平均直径 1100mm则该级的部分进汽度为A.B.0.3C.D. 130列哪种损失不属于叶栅损失A. 喷嘴损失B. 动叶损失C. 余速损失D. 叶高损

10、失31 列哪种措施可以减小级的叶型损失A.级反动度选用较大值B.增加叶栅中的叶片数32C. 安装叶顶围带D. 选用扭叶片列哪种措施可以减小级的扇形损失A.采用部分进汽B. 采用去湿槽C. 采用扭叶片D. 采用复速级A.径高比比较小的级B.径高比比较大的级C. 工作在湿蒸汽区的级D. 调节级34 下列哪种措施可以减小叶轮摩擦损失A.级反动度选用较大值B.增加叶栅中的叶片数C.尽量减小叶轮与隔板间腔室的容积D.采用部分进汽35 在汽轮机的低压级中，摩擦损失很小的原因是因为较大。A. 蒸汽比容B. 圆周速度C.D. 蒸汽湿度级的平均直径36降低部分进汽损失，可以采取下列哪个措施A. 加隔板汽封B.减

11、小轴向间隙C.选择合适的反动度D.在非工作段的动叶两侧加装护罩装置37列哪种措施可以减小鼓风损失A.安装叶顶围带B. 选用扭叶片C.减小叶片高度D.在无喷嘴弧段部分的动叶两侧加护罩A.增加轴封齿数B.减少轴封齿数C.加大轴封直径D.以上途径都不可39 在叶轮上开平衡孔，可以减小B.A. 叶高损失C. 漏汽损失部分进汽损失D. 湿汽损失40 工作在湿蒸汽区的汽轮机的级，受水珠冲刷腐蚀最严A.动叶顶部背弧处B.动叶顶部内弧处C. 动叶根部背弧处D. 喷嘴背弧处重的部位是：41 减小排汽压力损失提高机组经济性，汽轮机的排汽室通常设计成：B. 渐缩型A. 等截面型D.C. 缩放型渐扩型42 为了安全，

12、一般对现代凝汽式汽轮机终了的最高湿度限制不得超过：A.（9 12）%B.（12 15）%C.（15 18）%D. （18 20）%43 提高汽轮机末级蒸汽干度，可采用下列那种方法A.提高蒸汽初压B.降低排气压力C.采用回热抽汽D. 采用再热限制不得超过:A. （9 12）%B.（12 15）%C.（15 18）%D.（18 20）%四、多项选择背压式汽轮机和调整抽汽式汽轮机的共同点包括下列哪几项A.排汽压力大于1个大气压B.能发电C.能供热D.没有凝汽器2.支持轴承的作用是A.平衡轴向推力B.保证对转子的支撑作用C.确定转子与静子的相对幅向位置D.维持转子相对于静子的正确轴向位置3.级的反动度

13、越大，则A.喷嘴的理想焓降越大B.动叶的理想焓降越大C.蒸汽对动叶栅的反动力越大D.蒸汽对动叶栅的冲动力越大。4.纯冲动级内能量转换的特点是A.蒸汽只在喷嘴叶栅中进行膨胀B.蒸汽仅对动叶施加冲动力C.动叶进出口蒸汽压力相等D.动叶理想焓降等于零5. 蒸汽通过渐缩喷嘴的临界流量与有关。A.喷嘴的出口面积B.级的反动度C.蒸汽的压力比D.喷嘴前滞止状态的蒸汽参数6. 已知某级喷嘴前压力为 P1 = MPa,喷嘴后压力为 P2 =MPa该级蒸汽的临界压力比为，试判断该级喷嘴内的蒸汽流动状态:A.喷嘴的蒸汽流量小于临界流量B.喷嘴的蒸汽流量等于临界流量C.喷嘴出口的汽流发生偏转D.喷嘴出口的汽流不发生

14、偏转7.蒸汽在叶片斜切部分膨胀的特点包括A.蒸汽汽流发生偏转B.其叶片前后的压力比crD.叶片出口可以得到超音速汽流8.若余速在下一级中被利用，则不变。A.本级的有效焓降B.本级的理想焓降C.级的理想能量D.本级的余速损失9.F列哪些措施可以减少叶咼损失A.增大叶栅平均直径B.减小叶栅的平均直径C.采用部分进汽D.采用扭曲叶片10列哪些措施可以减小部分进汽损失A. 采用扭叶片B. 选择合适的部分进汽度1112C. 在叶轮上开孔D. 在动叶非工作弧段加装护罩列哪些措施可以减小鼓风损失A. 采用扭叶片C. 在叶轮上开孔B. 选择合适的部分进汽度D. 在动叶非工作弧段加装护罩列哪些措施可以减小级内的

15、漏气损失A. 加装隔板汽封片B.在动叶根部安装径向汽封片C.设计叶片时采用合适的反动度D.在叶轮上开平衡孔13汽轮机级内漏汽主要发生在下列哪些部位A. 隔板汽封B. 动叶顶部14C. 动叶根部D. 叶轮轮面和隔板间以下叙述中，正确的是A. 设计时采用合适的反动度，可减小漏汽损失B.安装汽封片可以减少漏汽损失C.汽封片越多，漏汽量也就越小。D.纯冲动级中没有漏汽损失161718A. 减小漏汽量C. 转子平衡湿汽损失产生的原因包括：A.B.C.D.B.减小轴向推力D. 减小隔板漏汽损失湿蒸汽在喷嘴中膨胀加速时，一部分蒸汽凝结成水水珠速度低于蒸汽速度水珠撞击下级喷嘴进口内弧蒸汽的过冷损失可减少湿汽损

16、失的措施包括A. 提高汽轮机排汽压力B. 采用去湿装置C. 采用扭叶片D. 提高初压列哪些措施可以减小湿汽损失A. 采用斜切喷嘴B. 有吸水缝的空心喷嘴C.限制排汽湿度不得超过 12%- 15%D. 在叶片进汽边凹弧上镶焊硬质合金19为保护末级动叶片提高其抗冲蚀能力，可以采取下列哪些措施A. 叶片进汽边背弧上镶焊硬质合金B.叶片进汽边背弧上局部淬硬C.将司太立合金片焊在动叶顶部进汽边的背弧上D. 加装围带B.余速损失D.湿气损失A.叶高损失B.叶轮摩擦损失C.漏汽损失D.湿气损失22.凝汽式汽轮机低压级可能包括下列哪几项损失A.叶高损失B.鼓风损失C.扇形损失D.湿汽损失23.长叶片设计成直叶

17、片，将产生多种附加损失，主要A.沿叶高圆周速度不同所引起的损失五、B.C.D.沿叶高、叶片宽度不同所引起的损失沿叶高节距不同所引起的损失轴向间隙中汽流径向流动所引起的损失计算题1. 知汽轮机某纯冲动级喷嘴进口蒸汽的焓值为kJ/kg ,A.部分进汽损失C.叶咼损失汽轮机高压级的主要损失有初速度co = 50 m/s ，喷嘴出口蒸汽的实际速度为 C1 =470.21 m/s，速度系数,本级的余速未被下一级利用，该级内功率为 P = kW，流量D = 47 T/h ，求:(1)喷嘴损失为多少(2)喷嘴出口蒸汽的实际焓(3)该级的相对内效率2. 某冲动级级前压力 P0=,级前温度10=169 C,喷嘴

18、后压力P1=级后压力P2= 喷嘴理想焓降 hn =kg,喷嘴损失 hnt=kg,动叶理想焓降 hb =kg,动叶损失 hbt =kg,级的理想焓降 ht =kg,初始动能 hc0=O,余速动能 hc2=kg,其他各种损失h= kJ/kg。计算:(1)计算级的反动度Q(2)若本级余速动能被下一级利用的系数Z1=，计算级的相对内效率n ri。3. 某反动级理想焓降 ht=kg，初始动能hcO= kJ/kg, 蒸动叶损失 hbz汽流量G=4.8kg/s，若喷嘴损失 hnz=kg,=kg ,余速损失 hc2=kg，余速利用系数卩1=,计算该级的轮周功率和轮周效率。4. 某级蒸汽的理想焓降为 ht =

19、76 kJ/kg ，蒸汽进入喷嘴的初速度为C0 = 70 m/s ，喷嘴出口方向角a 1 =18 反动度为Q m =，动叶出汽角BP 1-6,动叶的平均直径为dm = 1080 mm，转速n = 3000 r/min ，喷嘴的速度系数$,动叶的速度系数书=，求:(1)动叶出口汽流的绝对速度 C2(2)动叶出口汽流的方向角a 2(3)绘出动叶进出口蒸汽的速度三角形。kJ/kg ,反动度，喷嘴速度系数$ =,动叶速度系数书圆周速度为171.8 m/s，喷嘴出口角a 1 = 15，动叶出口角P 2 = P 1 3,蒸汽流量G = 4.8 kg/s 。求：1）喷嘴出口相对速度 2）动叶出口相对速度3）

20、轮周功率6 已知喷嘴进口蒸汽焓值h0=3336kJ/kg ，蒸汽初速度co=7Om/s；喷嘴后理想焓值h1t=3256 kJ/kg ，喷嘴速度系数 =。试计算（1） 喷嘴前蒸汽滞止焓（2） 喷嘴出口实际速度7. 凝汽式汽轮机的蒸汽初参数： P0= MPa温度t 0=530C,汽轮机排汽压力 Pc= MPa全机理想焓降 H = 1450 kJ/kg ,其中调节级理想焓降 ht1 = kJ/kg ，调节级相对内效率nIri=，其余各级平均相对内效率nIIri=。假定发电机效率ng=,机械效率n m=。试求:(1)该级组的相对内效率。(2)该机组的汽耗率。(3)3汽封的作用是什么4轴封的作用是什么5

21、轴封系统的作用是什么6为什么说不宜用汽耗率来评价不同类型机组的经济性7目前我国先进机组的汽轮机相对内效率可达多少8综合表示凝汽式汽轮发电机组经济性的指标中，较完善的是什么9目前我国火力发电厂先进机组的热效率可达多少10汽轮机的轴向推力主要由那些力所组成11平衡汽轮机轴向推力，可采取哪些措施12推力轴承的作用是什么、 名词解释：1重热现象。2进汽节流损失。3排汽节流损失。4轴封。5汽轮机的相对内效率。6汽轮机的相对电效率。7汽轮机的绝对电效率。8汽耗率。9热耗率。三、多项选择:1.汽轮机的轴向位置是依靠确定的A.靠背轮B.推力支持联合轴承2.C.支持轴承D.推力轴承在其他条件不变的情况下， 余速

22、利用系数增加，汽轮机应效率增大。A.轮周效率B.相对内效率C.循环热效率D.电效率3. 为减小排汽通道的压力损失，提高机组经济性，通常在汽轮机的排汽室设计4.A.扩压段C.渐缩段F列说法正确的是A.增加轴封齿数可以减少轴封漏汽B.减少轴封齿数可以减少轴封漏汽C.加大轴封直径可以减少轴封漏汽D.减小汽封间隙可以减少轴封漏汽5.汽轮机的进汽节流损失发生在:A.主汽阀C.调节阀B.导流环和导流板D.增加肋板和撑管B.D.6. 评价汽轮发电机组机经济性的指标有A.热耗率B.管道进汽蒸汽室汽耗率C.汽轮机相对内效率D.汽轮机绝对内效率7. 多级汽轮机的轴向推力包括A. 蒸汽作用在喷嘴上的轴向力B.蒸汽作

23、用在动叶上的轴向力C.蒸汽蒸汽作用在叶轮上的轴向力D.蒸汽作用在汽缸上的轴向力8.在叶轮上开平衡孔，可以减小A.叶咼损失B.轴向推力9.A.C.C.漏汽损失D.湿汽损失影响重热系数大小的因素有:汽轮机保温性能的好坏B.余速利用的大小汽轮机各级级内损失的大小D.汽轮机的级数10.平衡汽轮机轴向推力的方法有A.采用平衡活塞B.转子动平衡C.采用多汽缸D.叶轮上开平衡孔四、单选题1.关于评价汽轮机通流部分经济性的指标是A.发电厂效率B.相对内效率C.绝对电效率D.循环效率2.关于多级汽轮机的重热现象，下列哪些说法是正确的A.设法增大重热系数，可以提高多级汽轮机的内效率B.重热现象是从前面各级损失中回

24、收的一小部分热能C.汽轮机的级数与重热系数无关D.重热现象可以提高汽轮机各级的内效率3. 汽轮机除级内各项损失外，还可能发生下列哪些项损失A.湿汽损失B.隔板漏汽损失C.叶顶漏汽损失D.轴圭寸漏汽损失4.轴封的作用是5.A.C.A.回收部分蒸汽质量减小轴端漏汽损失汽轮机的外部损失主要有排汽阻力损失B.回收部分蒸汽热量D.减小隔板漏汽损失B.机械损失C.进汽节流损失D.轴圭寸漏汽损失B.汽耗率D.机械效率7.若汽轮机的余速利用系数增大，则该机增大。8.A.C.A.C.整机循环效率重热系数增大F列哪些损失为汽轮机的内部损失厂用电排气缸的阻力损失B.整机理想焓降D.整机相对内效率B.轴圭寸漏汽损失D

25、.机械损失6. 下列哪些指标可以用来评价不同类型汽轮发电机组的经济性A.热耗率C.发电机效率A.平衡轴向推力B.保证对转子的支撑作用C.确定转子与静子的相对膨胀方向D.维持转子相对于静子的正确轴向位置10.多级汽轮机相对内效率降低的不可能原因是A.余速利用系数降低B.级内损失增大C.进排汽损失增大D.重热系数降低五、计算题1. 某50MW汽轮机全机理想比焓降为 kg ,各级的理想焓降2.之和为kg，求该汽轮机的重热系数为多少反动式汽轮机，蒸汽流量 G=34T/h ,蒸汽初压Po=2MPa初温10=400 C，排汽压力 Pc=，排汽恰好是饱和蒸汽。全机共有14级，每级效率相同，焓降相同，重热系数

26、a =。试计算各级效率、汽轮机内功率。3. 凝汽式汽轮机的蒸汽初参数为： 蒸汽初压P0 8.83MPa初温t。535 c ；排汽压力Pc 0.004 MPa其第一级理想焓降htc 209.3 kJ/kg，该级效率 Ci 0.5，其余各压力级内效率” 0.85 （包括末级余速损失在内）。设进汽节流损失Po 0.05 Po，假定发电机效率0.98，机械效率ax 0.99。试求：（1）该机组的相对内效率，并绘出在h-s上的热力过程线。（2）该机组的汽耗率。4 凝汽式汽轮机的蒸汽初参数为： 蒸汽初压 p0 8.83MPa，初温 t0 535 c ，汽轮机排汽压力pc o.0046 MPa进汽节流损失

27、p0 0.05p0 ，试问进汽节流损失使理想焓降减少多少5. 试求蒸汽初参数为 p0 8.83mPa初温t0 540 c，终参数pc 3MPa t0 400 c的背压式汽轮机的相对内效率和各压力级的相对内效率。已知：第一级级后压力P2 5.88mPa 内效率 rci 0.67，其余四个压力级具有相同的焓降和内效率，进汽机构和排汽管中的损失可忽略不计。重热系数0.03)6试求凝汽式汽轮机最末级的轴向推力。 已知该级蒸汽流量G 9.5kg/s ,平均直径dm 1.6m动叶高度lb 370 mm 叶轮轮毂直径d 0.6 m,轴端轴封直径di 0.42m,喷嘴后的蒸汽压力Pi o.oMPa动叶后的蒸汽压力 P2 0.0046MPa根据级的计算，已知其速度三角形为： c1 360m/s， 1 20 ， 1